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CNC精密零件生產過程中，要避免零件發(fā)生斷裂，可以從以下幾個方面著手：
一、工藝規(guī)劃與編程
合理的加工順序規(guī)劃
在設計 CNC 加工工藝路線時，應遵循由粗到精的原則。例如，先進行粗加工，去除大部分余量，為后續(xù)精加工留 0.5 - 1mm 的余量。這樣可以避免在精加工時切削力過大。粗加工時，切削深度可以較大，但要根據零件材料和刀具性能合理確定，一般切削深度在 1 - 3mm 之間，以快速去除材料，同時又不會使刀具過度受力。
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對于有復雜形狀和多個特征的零件，要合理安排加工順序。例如，對于有內腔和外輪廓的零件，先加工內腔，因為加工內腔時零件整體剛性較好，不易變形。然后再加工外輪廓，此時可以更好地控制零件的尺寸精度和表面質量。
優(yōu)化數控編程
合理選擇切削參數。切削速度（）、進給量（）和切削深度（）是影響切削力的關鍵因素。根據零件材料（如鋁合金切削速度可相對較高，而鈦合金切削速度要低很多）和刀具材質（如硬質合金刀具、高速鋼刀具適用的切削參數不同）來選擇合適的切削參數。例如，對于硬質合金刀具切削普通碳鋼，切削速度可以設置在 100 - 200m/min，進給量在 0.1 - 0.3mm/r，切削深度在 0.5 - 2mm。
采用合適的刀具路徑。避免刀具路徑中的急進急退和突然的方向改變，因為這會產生較大的沖擊力。例如，在輪廓加工時，使用圓弧過渡來連接直線段，使刀具運動更加平滑，減少切削力的突變。對于型腔加工，采用螺旋式下刀或斜向進刀方式，避免垂直進刀，這樣可以減小進刀時的切削力。
二、刀具選擇與使用
刀具材質和型號選擇
根據零件材料和加工工藝選擇刀具材質。例如，加工硬度較高的淬火鋼零件，可選用立方氮化硼（CBN）刀具，這種刀具具有高硬度、高熱穩(wěn)定性和良好的耐磨性。對于鋁合金等軟質材料，高速鋼刀具或硬質合金刀具都可以選擇，高速鋼刀具的韌性較好，而硬質合金刀具的耐磨性和切削效率更高。
刀具的幾何參數也很重要。刀具的前角、后角和刃傾角等參數會影響切削力和切削穩(wěn)定性。一般來說，適當增大前角可以減小切削力，但前角過大可能會降低刀具的強度。例如，在加工脆性材料時，前角可以適當減小，以增加刀具的強度，防止崩刃。后角的作用是減少刀具后刀面與加工表面之間的摩擦，一般粗加工時后角可以小一些，精加工時后角可以適當增大。
刀具的正確使用和維護
確保刀具的正確安裝。刀具安裝要牢固，并且要保證刀具的軸線與主軸軸線重合，安裝偏心會導致切削力不均勻，增加零件斷裂的風險。例如，在安裝銑刀時，使用專用的刀柄和拉釘，通過高精度的刀柄錐度配合和拉緊裝置，將銑刀牢固地安裝在主軸上，并且使用百分表等工具檢查刀具的徑向跳動和軸向竄動，跳動和竄動量應控制在 0.01 - 0.03mm 以內。
定期檢查和更換刀具。刀具在使用過程中會磨損，磨損后的刀具切削刃變鈍，切削力會增大。通過觀察刀具的磨損情況，當刀具后刀面磨損帶寬度達到一定程度（如 0.3 - 0.5mm）或者刀具出現(xiàn)崩刃等破損情況時，要及時更換刀具。
三、工件裝夾與夾具設計
合理的裝夾方式選擇
根據零件的形狀和加工要求選擇裝夾方式。對于回轉體零件，如軸類零件，可以采用三爪卡盤或四爪卡盤進行裝夾。三爪卡盤裝夾方便，能自動定心，適用于精度要求不是特別高的軸類零件；四爪卡盤可以通過調整卡爪位置，對形狀不規(guī)則的軸類零件進行裝夾。對于平板類零件，可采用平口鉗或真空吸盤進行裝夾。平口鉗裝夾牢固，適用于有一定厚度和硬度的平板零件；真空吸盤適用于薄型、易變形的零件，它通過負壓吸附零件，不會對零件表面造成損傷。
控制裝夾力。裝夾力過大會導致零件變形，甚至在加工過程中產生內應力，從而增加零件斷裂的風險。例如，在使用平口鉗裝夾薄板零件時，可以在零件與鉗口之間墊上軟質材料（如銅片），以分散裝夾力，同時通過扭矩扳手等工具控制平口鉗的夾緊力，避免過度夾緊。
夾具的設計與優(yōu)化
夾具的設計要保證足夠的剛性。剛性不足的夾具在加工過程中會產生振動，影響加工精度，同時也可能導致零件受力不均勻。例如，在設計大型零件的夾具時，采用加厚的鋼板或增加加強筋等方式來提高夾具的剛性。
考慮夾具與零件的接觸方式。夾具與零件的接觸面積要適當，接觸面積過小會導致局部壓力過大，使零件變形；接觸面積過大可能會影響加工時刀具的可達性。例如，在設計夾具定位元件時，根據零件的定位基準形狀和尺寸，設計合適的定位銷或定位面，使零件能夠準確、穩(wěn)定地定位，同時又不會對加工產生阻礙。
四、材料處理與質量控制
原材料質量檢查
在加工前，要對原材料進行質量檢查。檢查材料的硬度、組織結構等是否符合要求。例如，對于鋼材，通過硬度測試（如洛氏硬度測試、布氏硬度測試）來檢查其硬度是否在規(guī)定范圍內。如果材料硬度不符合要求，可能會導致加工難度增大，甚至在加工過程中出現(xiàn)斷裂。同時，采用金相分析等方法檢查材料的組織結構，如是否存在缺陷（如夾雜物、疏松等），這些缺陷可能會成為零件斷裂的起始點。
確保材料的尺寸精度符合要求。如果原材料的尺寸偏差過大，可能會導致加工余量不均勻，在余量過大的地方切削力增大，從而增加零件斷裂的風險。例如，對于軸類零件的坯料，檢查其直徑公差是否在允許范圍內，對于板材檢查其厚度公差。
加工過程中的質量控制
采用在線檢測技術。在 CNC 加工過程中，利用量具（如千分尺、卡尺）或傳感器（如激光位移傳感器、力傳感器）對零件的尺寸、形狀和切削力等進行實時監(jiān)測。例如，在加工高精度的孔時，使用在線內徑測量儀實時測量孔徑尺寸，當尺寸偏差超過設定值時，及時調整加工參數或刀具補償量，避免因尺寸超差導致零件報廢或后續(xù)加工過程中出現(xiàn)斷裂。
控制加工環(huán)境的溫度和濕度。環(huán)境因素對精密零件加工也有一定的影響。例如，在加工高精度的鋁合金零件時，溫度過高可能會導致零件熱變形，使加工余量發(fā)生變化，增加切削力。一般精密加工車間的溫度控制在 20±2℃，濕度控制在 40 - 60%。
